制备N,P-编码碳化UiO-66纳米复合材料及其在超级电容器中的应用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 金属有机框架 (MOF) 是高性能储能材料的有希望的前体.
• 提高导电性和特定电容是MOF衍生的电极材料的关键挑战.
• 和的兴奋剂可以增强伪电容和电化学性能.

研究的目的:

• 通过使用酸功能化UiO-66作为前体,合成一种新的/编碳化UiO-66复合材料 (N/P-C-UiO-66@AC).
• 为了研究超级电容器应用的as-prepared复合材料的电化学特性,包括导电性,特异电容和循环稳定性.
• 为了评估与N/P-C-UiO-66@AC电极材料组装的对称超级电容器的能量和功率密度.

主要方法:

• 用酸功能化UiO-66作为前体的制备.
• 功能化UiO-66的碳化,然后与活性炭结合,形成N/P-C-UiO-66@AC.
• 电化学特征包括循环电量计,静电电荷放电和电化学阻抗光谱学.
• 使用N/P-C-UiO-66@AC电极材料制造和测试对称超级电容器.

主要成果:

• 这种N/P-C-UiO-66@AC复合材料表现出极好的电导率.
• 该材料在1.0A/g时达到140F/g的特定电容.
• 超级电容器表现出良好的循环稳定性,在10A/g的5000个循环后保持了88.5%的电容.
• 对称超级电容器提供了高能量密度11.0Wh/kg和功率密度600W/kg.

结论:

• N/P-C-UiO-66@AC复合材料来自酸功能化UiO-66,是超级电容器的高效电极材料.
• 和的配合,以及ZrO2的存在,显著提高了伪电容和电化学性能.
• 开发的材料为先进的能量存储解决方案提供了一个有前途的途径,因为它具有卓越的导电性,电容性,稳定性和能量/功率密度.